CN101643917B - 自焙型电解阳极钢爪保护环及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自焙型电解阳极钢爪保护环及其制备方法。该电解阳极钢爪保护环，由氧化铝溶胶、电解质粉和氧化铝粉制成。按重量百分比，所述氧化铝溶胶占20～30％，所述电解质粉占30～60％，所述氧化铝粉占10～50％。所述电解质粉中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％。所述氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm。本发明的自焙型电解阳极钢爪保护环保护效果好，同时减轻了污染，保证原铝质量。本发明的自焙型电解阳极钢爪保护环的制备方法简单，原料易得，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种自焙型电解阳极钢爪保护环及其制备方法。
背景技术
电解阳极钢爪保护环在预焙铝电解生产过程中，是一个导电体，强大的电流要通过，同时要起到支撑和联接铝导杆的作用，而且处在腐蚀气氛环境中。当前电解生产为节约吨铝炭块消耗，残极厚度基本达到极限即14.5～15厘米，理论上要求电解质不能到达阳极的上表面，否则任何钢爪保护措施都会被电化学溶解，钢爪就会直接暴露在电解质造成化爪，不仅影响原铝质量也造成钢爪损耗。但是实际生产中由于磁场原因，电解质流动使电解质水平面并不水平，造成局部电解质水平高，当阳极消耗到高度较低时电解质会时常到阳极上表面，冲刷钢爪，因此，如何保护阳极钢爪成为电解行业研究的热点。现有的电解阳极钢爪保护环见表1：
表1.电解阳极钢爪保护环
无论自行焙烧成型还是预先焙烧成型，以上专利都是采用碳素材料为填充料，粘结剂也以沥青为主，因此在使用过程中易于造成碳渣影响电解生产，也易于生成二氧化碳等温室气体。
发明内容
目前，钢爪保护环采用碳素材料为填充料，粘结剂也以沥青为主，使用过程中易于造成碳渣，生成二氧化碳等温室气体。
为了解决上述问题，本发明提供了一种自焙型电解阳极钢爪保护环及其制备方法。
本发明所提供的自焙型电解阳极钢爪保护环，由氧化铝溶胶、电解质粉和氧化铝粉制成。
其中，按重量百分比，所述氧化铝溶胶占20～30％，所述电解质粉占30～60％，所述氧化铝粉占10～50％。
所述电解质粉中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％。
所述氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm。
所述电解阳极钢爪保护环为环形。
所述电解阳极钢爪保护环为自焙型电解阳极钢爪保护环。
所述电解阳极钢爪保护环的制备方法，是在阳极钢爪与碳孔之间浇铸的磷生铁上，环绕钢爪设置一壳体，将混合料加入到所述壳体中，在铝电解生产过程获得所述电解阳极钢爪保护环；所述混合料由氧化铝溶胶、电解质粉和氧化铝粉组成。
按重量百分比，所述氧化铝溶胶占20～30％，所述电解质粉占30～60％，所述氧化铝粉占10～50％。
所述电解质粉中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％；所述氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm。
所述壳体由铝、工业硬纸板或铁制成；所述壳体为环形。
本发明的自焙型电解阳极钢爪保护环保护效果好，同时减轻了污染，保证原铝质量。本发明的自焙型电解阳极钢爪保护环的制备方法简单，原料易得，成本低。
附图说明
图1为自焙型电解阳极钢爪保护环的俯视图。
具体实施方式
实施例1、自焙型电解阳极钢爪保护环
按照如下方法制备自焙型电解阳极钢爪保护环：
(1)破碎电解质块，筛分，分别获得粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉、粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉和粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉；
将粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉、粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉和粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉均匀混合，得到电解质粉混料，电解质粉混料中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％。
(2)破碎氧化铝老壳，筛分，得到氧化铝粉，氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm；氧化铝老壳是在电解槽更换阳极后，从阳极上表面清理下来，经过高温烧结的氧化铝粉。氧化铝粉也可以直接使用商品化的氧化铝粉。
(3)将电解质粉混料、氧化铝粉和氧化铝溶胶均匀混合，获得混合料，混合料中按重量百分比计，电解质粉混料占30％、氧化铝粉占50％和氧化铝溶胶占20％。
(4)在200KA铝电解槽预焙炭阳极组装时，在阳极钢爪与碳孔之间浇铸的磷生铁上，环绕钢爪用薄铝板围成环状壳体。
(5)将混合料堆砌在钢爪与上述环状壳体中间，启动铝电解槽，在铝电解生产过程中，利用高温辐射、热传导和碳块自身的电阻热自行烧结成型，如图1所示，获得自焙型电解阳极钢爪保护环2，自焙型电解阳极钢爪保护环2紧密结合在阳极钢爪1的周围，对钢爪和磷生铁起到保护作用。
十台200KA铝电解槽采用上述自焙型电解阳极钢爪保护环，从挂极开始计算，第28天，电解槽原铝中铁含量未上升，仍保持在0.079％；第29天，电解槽原铝中铁含量平均上升了0.047％，达到0.136％；第30天，电解槽原铝中铁含量上升了0.185％，达到0.264％。在保证原铝质量前提下，采用上述自焙型电解阳极钢爪保护环阳极更换周期延长1.5天，此时，电解槽原铝中铁含量上升0.009％，平均达到0.088％，每吨铝节节约炭耗8～25kg。
上述自焙型电解阳极钢爪保护环在电解槽经过29天的焙烧焦化后，将残极放在工作台上清理周围氧化铝老壳，自焙型电解阳极钢爪保护环完全被焦化形成一个收缩均匀的环。环的外径也明显收缩，环底部和阳极块结合处烧结为一体，无缝隙、无裂纹、无掉角、无掉块、打碎后没有发现电解质渗透现象。
实施例2、自焙型电解阳极钢爪保护环
(1)破碎电解质块，筛分，分别获得粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉、粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉和粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉
将粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉、粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉和粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉均匀混合，得到电解质粉混料，电解质粉混料中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％。
(2)破碎氧化铝老壳，筛分，得到氧化铝粉，氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm；氧化铝老壳是在电解槽更换阳极后，从阳极上表面清理下来，经过高温烧结的氧化铝粉。氧化铝粉也可以直接使用商品化的氧化铝粉。
(3)将电解质粉混料、氧化铝粉和氧化铝溶胶均匀混合，获得混合料，混合料中按重量百分比计，电解质粉混料占60％、氧化铝粉占10％和氧化铝溶胶占30％。
(4)在200KA铝电解槽预焙炭阳极组装时，在阳极钢爪与碳孔之间浇铸的磷生铁上，环绕钢爪用薄铝板围成环状壳体。
(5)将混合料堆砌在钢爪与上述环状壳体中间，启动铝电解槽，在铝电解生产过程中，利用高温辐射、热传导和碳块自身的电阻热自行烧结成型，如图1所示，获得自焙型电解阳极钢爪保护环2，自焙型电解阳极钢爪保护环2紧密结合在阳极钢爪1的周围，对钢爪和磷生铁起到保护作用。
采用上述自焙型电解阳极钢爪保护环后阳极更换周期延长1.5天，电解槽中的碳渣明显减少，稳定电解生产，并节约碳素保护环的费用，每吨铝节约12～20元。
上述自焙型电解阳极钢爪保护环在电解槽经过29天的焙烧焦化后，将残极放在工作台上清理周围氧化铝老壳，自焙型电解阳极钢爪保护环完全被焦化形成一个收缩均匀的环。环的外径也明显收缩，环底部和阳极块结合处烧结为一体，无缝隙、无裂纹、无掉角、无掉块、打碎后没有发现电解质渗透现象。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.电解阳极钢爪保护环，由氧化铝溶胶、电解质粉和氧化铝粉组成的混合料制备而成；
按重量百分比，所述氧化铝溶胶占20～30％，所述电解质粉占30～60％，所述氧化铝粉占10～50％；所述电解质粉中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉占10％，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉占35％，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉占55％；所述氧化铝粉的粒径大于0mm且小于等于10mm；
所述电解阳极钢爪保护环的制备方法，是在阳极钢爪与碳孔之间浇铸的磷生铁上，环绕钢爪设置一壳体，将所述混合料加入到所述壳体中，在铝电解生产过程获得所述电解阳极钢爪保护环。
2.根据权利要求1所述的电解阳极钢爪保护环，其特征在于：所述电解阳极钢爪保护环为环形。
3.根据权利要求2所述的电解阳极钢爪保护环，其特征在于：所述电解阳极钢爪保护环为自焙型电解阳极钢爪保护环。
4.根据权利要求1所述的电解阳极钢爪保护环，其特征在于：所述壳体由铝、工业硬纸板或铁制成；所述壳体为环形。
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